RU2677825C1 - Friction product - Google Patents
Friction product Download PDFInfo
- Publication number
- RU2677825C1 RU2677825C1 RU2018106210A RU2018106210A RU2677825C1 RU 2677825 C1 RU2677825 C1 RU 2677825C1 RU 2018106210 A RU2018106210 A RU 2018106210A RU 2018106210 A RU2018106210 A RU 2018106210A RU 2677825 C1 RU2677825 C1 RU 2677825C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composite
- metal frame
- layer
- compressibility
- friction element
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 65
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 43
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 43
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 31
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 15
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 5
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims description 5
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 4
- 239000005060 rubber Substances 0.000 claims description 4
- 238000013016 damping Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D69/00—Friction linings; Attachment thereof; Selection of coacting friction substances or surfaces
- F16D69/02—Composition of linings ; Methods of manufacturing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Description
Заявляемое изобретение относится к машиностроению, а именно к фрикционным изделиям, содержащим композиционный фрикционный элемент, совмещенный с металлическим каркасом, и предназначенным для эксплуатации во фрикционных узлах различной техники.The claimed invention relates to mechanical engineering, namely to friction products containing a composite friction element combined with a metal frame, and intended for use in friction units of various equipment.
Аналогом заявляемого изобретения является фрикционное изделие, содержащее металлический каркас и композиционный фрикционный элемент, включающий продольные металлическому каркасу слои, каждый из которых выполнен из полимерного композита (см. патент РФ №2283974, МПК F16D 69/02, 2006 г. ). Существенные признаки аналога «металлический каркас, композиционный фрикционный элемент, слои продольные металлическому каркасу, каждый выполнен из полимерного композита» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.An analogue of the claimed invention is a friction product containing a metal frame and a composite friction element, including layers longitudinal to the metal frame, each of which is made of a polymer composite (see RF patent No. 2283974, IPC F16D 69/02, 2006). The essential features of the analogue "metal frame, composite friction element, layers longitudinal to the metal frame, each made of a polymer composite" coincide with the essential features of the claimed invention.
Недостатком аналога является снижение стойкости изделия к механическому воздействию из-за того, что слой, размещенный в композиционном фрикционом элементе со стороны металлического каркаса, имеет более высокую сжимаемость по сравнению с другими слоями как в холодном состоянии изделия (температура до 150°С), так и в горячем состоянии изделия (температура 350°C÷450°С).A disadvantage of the analogue is a decrease in the resistance of the product to mechanical stress due to the fact that the layer placed in the composite friction element on the side of the metal frame has a higher compressibility compared to other layers both in the cold state of the product (temperature up to 150 ° C), and in the hot state of the product (temperature 350 ° C ÷ 450 ° C).
Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является фрикционное изделие, содержащее металлический каркас и полимерный композиционный фрикционный элемент, включающий два продольных металлическому каркасу слоя, каждый из которых выполнен из полимерного композита, включающего полимерную матрицу и наполнители, при этом слой, размещенный в полимерном композиционном фрикционном элементе со стороны металлического каркаса, имеет сжимаемость большую, чем другой слой (см. патент РФ №2283973, МПК F16D 69/02, 2006 г. ). Существенные признаки наиболее близкого аналога «металлический каркас, полимерный композиционный фрикционный элемент, включающий два продольных металлическому каркасу слоя, каждый из которых выполнен из полимерного композита, включающего полимерную матрицу и наполнители» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.The closest analogue of the claimed invention is a friction product containing a metal frame and a polymer composite friction element, comprising two longitudinal metal frame layer, each of which is made of a polymer composite comprising a polymer matrix and fillers, while the layer is placed in a polymer composite friction element with side of the metal frame, has a compressibility greater than the other layer (see RF patent No. 2283973, IPC F16D 69/02, 2006). The essential features of the closest analogue "metal frame, polymer composite friction element, comprising two longitudinal metal frame layers, each of which is made of a polymer composite comprising a polymer matrix and fillers" coincide with the essential features of the claimed invention.
Недостатком наиболее близкого аналога также является более высокая сжимаемость слоя со стороны металлического каркаса по сравнению с другим слоем, вследствие чего снижается стойкость изделия к механическим воздействиям при эксплуатации.The disadvantage of the closest analogue is also a higher compressibility of the layer on the side of the metal frame compared to another layer, which reduces the resistance of the product to mechanical stress during operation.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение механической стойкости фрикционного изделия в холодном состоянии с одновременным сохранением демпфирующей способности размещенного со стороны металлического каркаса слоя в горячем (нагретом) состоянии путем выполнения слоев композиционного фрикционного элемента из композитов с разными полимерными матрицами и различным соотношением значений сжимаемости в холодном и нагретом состоянии.The problem to which the invention is directed is to increase the mechanical resistance of the friction product in the cold state while maintaining the damping ability of the layer placed on the side of the metal frame in the hot (heated) state by making layers of the composite friction element made of composites with different polymer matrices and different ratios cold and heated compressibility values.
Для достижения указанного технического результата во фрикционном изделии, содержащем металлический каркас и расположенный на металлическом каркасе полимерный композиционный фрикционный элемент, включающий два продольных металлическому каркасу слоя, каждый из которых выполнен из полимерного композита, включающего полимерную матрицу и наполнители, полимерная матрица композита, из которого выполнен слой, размещенный в полимерном композиционном фрикционном элементе со стороны металлического каркаса, выполнена из вулканизата каучука, а полимерная матрица композита, из которого выполнен другой слой, выполнена из резита фенолформальдегидной смолы, при этом в холодном состоянии сжимаемость композита, из которого выполнен слой, размещенный со стороны металлического каркаса, выбрана из соотношения: C2=l,20÷1,40C1; где C1 - сжимаемость в холодном состоянии композита, из которого выполнен слой, размещенный со стороны металлического каркаса; С2 - сжимаемость в холодном состоянии композита, из которого выполнен другой слой, а в горячем состоянии сжимаемость композита, из которого выполнен слой, размещенный со стороны металлического каркаса, выбрана из соотношения: С4=0,16÷,23С3; где С3 - сжимаемость в горячем состоянии композита, из которого выполнен слой, размещенный со стороны металлического каркаса; С4 - сжимаемость в горячем состоянии композита, из которого выполнен другой слой.To achieve the indicated technical result, in the friction product containing the metal frame and the polymer composite friction element located on the metal frame, which includes two layers longitudinal to the metal frame, each of which is made of a polymer composite including a polymer matrix and fillers, a polymer matrix of the composite of which the layer placed in the polymer composite friction element on the side of the metal frame is made of rubber vulcanizate and the polymer matrix of the composite from which the other layer is made is made of a resit of phenol-formaldehyde resin, while in the cold state the compressibility of the composite from which the layer placed on the side of the metal frame is made is selected from the ratio: C 2 = l, 20 ÷ 1, 40C 1 ; where C 1 - cold compressibility of the composite of which the layer is made, placed on the side of the metal frame; C 2 — cold compressibility of the composite of which another layer is made, and in hot condition the compressibility of the composite of which the layer is placed on the side of the metal frame is selected from the ratio: C 4 = 0.16 ÷, 23C 3 ; where C 3 is the hot compressibility of the composite of which the layer is placed, placed on the side of the metal frame; C 4 — hot compressibility of the composite of which another layer is made.
Существенные признаки заявляемого изобретения «полимерная матрица композита слоя, размещенного в полимерном композиционном фрикционном элементе со стороны металлического каркаса, выполнена из вулканизата каучука, а полимерная матрица композита, из которого выполнен другой слой, выполнена из резита фенолформальдегид-ной смолы, при этом в холодном состоянии сжимаемость композита, из которого выполнен слой, размещенный со стороны металлического каркаса, выбрана из соотношения: C2=l,20÷1,40C1; где C1 - сжимаемость в холодном состоянии композита, из которого выполнен слой, размещенный со стороны металлического каркаса; С2 - сжимаемость в холодном состоянии композита, из которого выполнен другой слой, а в горячем состоянии сжимаемость композита, из которого выполнен слой, размещенный со стороны металлического каркаса, выбрана из соотношения: С4=0,16÷0,23С3; где С3 - сжимаемость в горячем состоянии композита, из которого выполнен слой, размещенный со стороны металлического каркаса; С4 - сжимаемость в горячем состоянии композита, из которого выполнен другой слой» являются отличительными от признаков наиболее близкого аналога.Salient features of the claimed invention “the polymer matrix of the composite layer placed in the polymer composite friction element on the side of the metal frame is made of rubber vulcanizate, and the polymer matrix of the composite, of which the other layer is made, is made of phenol-formaldehyde resin, while in the cold state the compressibility of the composite of which the layer is placed, placed on the side of the metal frame, is selected from the ratio: C 2 = l, 20 ÷ 1.40C 1 ; where C 1 - cold compressibility of the composite of which the layer is made, placed on the side of the metal frame; C 2 — cold compressibility of the composite of which another layer is made, and in hot condition the compressibility of the composite of which the layer is placed on the side of the metal frame is selected from the ratio: C 4 = 0.16 ÷ 0.23 C 3 ; where C 3 is the hot compressibility of the composite of which the layer is placed, placed on the side of the metal frame; C 4 - hot compressibility of the composite of which another layer is made "are distinctive from the features of the closest analogue.
Фрикционное изделие содержит металлический (например, стальной или чугунный) каркас, совмещенный (например, путем приформовывания) с полимерным композиционным фрикционным элементом. Фрикционный элемент выполнен не менее, чем из двух слоев, продольных металлическому каркасу. Слои выполнены из полимерных композиционных материалов (композитов), включающих полимерную матрицу и наполнители, в том числе дисперсные и волокнистые. Полимерная матрица слоя, размещенного в композиционном фрикционном элементе со стороны металлического каркаса, выполнена из вулканизата каучука. Полимерная матрица другого слоя выполнена из резита фенол-формальдегидной смолы. Сжимаемость C1 композита, из которого выполнен слой, размещенный в композиционном фрикционном элементе со стороны металлического каркаса фрикционного изделия, в холодном состоянии изделия (температура до 150°С) меньше, чем сжимаемость С2 композита другого слоя в холодном состоянии изделия, в 1,20÷1,40 раза. В нагретом состоянии изделия (температура 350°C÷450°С) сжимаемость С3 композита, из которого выполнен слой, размещенный в композиционном фрикционном элемента со стороны металлического каркаса, больше, чем сжимаемость С4 композита, из которого выполнен другой слой, в 4,00÷6,25 раза.The friction product contains a metal (for example, steel or cast iron) frame, combined (for example, by molding) with a polymer composite friction element. The friction element is made of at least two layers longitudinal to the metal frame. The layers are made of polymer composite materials (composites), including a polymer matrix and fillers, including dispersed and fibrous. The polymer matrix of the layer placed in the composite friction element on the side of the metal frame is made of rubber vulcanizate. The polymer matrix of the other layer is made of resit phenol-formaldehyde resin. The compressibility C 1 of the composite of which the layer is placed, placed in the composite friction element on the side of the metal frame of the friction product, in the cold state of the product (temperature up to 150 ° C) is less than the compressibility C 2 of the composite of another layer in the cold state of the product, in 1, 20 ÷ 1.40 times. In the heated state of the product (temperature 350 ° C ÷ 450 ° C), the compressibility C 3 of the composite of which the layer is placed, placed in the composite friction element on the side of the metal frame, is greater than the compressibility C 4 of the composite of which the other layer is made, 4 , 00 ÷ 6.25 times.
Изготавливаться заявляемое фрикционное изделие может известными методами, например формованием из соответствующих формовочных смесей, размещенных послойно.The inventive friction product can be manufactured by known methods, for example by molding from the corresponding molding mixtures placed in layers.
Конкретным примером заявляемого фрикционного изделия является дисковая тормозная колодка автомобиля «БЕЛАЗ», включающая плоский стальной каркас и фрикционный элемент, выполненный из двух слоев. Слой, размещенный со стороны металлического каркаса (так называемый «подслой»), выполнен из композита с матрицей из вулканизата бутадиенстирольного каучука, сжимаемость композита (образец 25 мм ×25 мм ×10 мм) при температуре 22°С составляет ≈0,030 мм. При температуре 400°С сжимаемость этого образца композита ≈0,278 мм. Второй слой (так называемый «рабочий») выполнен из композита с матрицей из фенолформальдегидной смолы СФП, сжимаемость композита (образец 25 мм ×25 мм х 10 мм) при температуре 22°С составляет ≈0,039 мм. При температуре 400°С сжимаемость этого образца ≈0,054 мм. В результате в холодном состоянии C1 меньше С2 в - 1,3 раза. В горячем состоянии С4 составляет ≈0,19 от С3 (С3 больше С4 в 5,15 раза).A specific example of the inventive friction product is a disc brake pad of a BELAZ automobile, including a flat steel frame and a friction element made of two layers. The layer placed on the side of the metal frame (the so-called “sublayer”) is made of a composite with a matrix of vulcanizate of styrene-butadiene rubber, the compressibility of the composite (sample 25 mm × 25 mm × 10 mm) at a temperature of 22 ° C is ≈0.030 mm. At a temperature of 400 ° С, the compressibility of this composite sample is ≈0.278 mm. The second layer (the so-called “working”) is made of a composite with a matrix of phenol-formaldehyde resin SFP, the compressibility of the composite (sample 25 mm × 25 mm x 10 mm) at a temperature of 22 ° C is ≈0.039 mm. At a temperature of 400 ° С, the compressibility of this sample is ≈0.054 mm. As a result, in a cold state, C 1 is less than C 2 by 1.3 times. In the hot state, C 4 is ≈0.19 of C 3 (C 3 is 5.15 times greater than C 4 ).
Выполнение «подслоя» из материала с сжимаемостью меньшей сжимаемости «рабочего» слоя при сравнительно низких температурах в обычных условиях эксплуатации повышает стойкость изделия к деформирующим и другим нагрузкам. В случае же перегрева изделия в условиях экстремального трибосопряжения, повышенная сжимаемость «подслоя» по сравнению со сжимаемостью «рабочего» слоя позволяет снизить возможность отслоения композиционного фрикционного элемента от металлического каркаса (например, из-за разницы в тепловом расширении), также снижается возможность трещи-нообразования в «подслое». Приведенные значения соотношений между сжимаемости композитов слоев обеспечивают оптимальные характеристики фрикционного изделия.The implementation of the "sublayer" of a material with compressibility of less compressibility of the "working" layer at relatively low temperatures under normal operating conditions increases the resistance of the product to deforming and other loads. In the case of overheating of the product under extreme tribological conjugation, the increased compressibility of the “sublayer” compared to the compressibility of the “working” layer reduces the possibility of delamination of the composite friction element from the metal frame (for example, due to the difference in thermal expansion), and the possibility of cracking neoplasms in the "sublayer". The given values of the relations between the compressibility of the composite layers provide optimal characteristics of the friction product.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018106210A RU2677825C1 (en) | 2018-02-19 | 2018-02-19 | Friction product |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018106210A RU2677825C1 (en) | 2018-02-19 | 2018-02-19 | Friction product |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2677825C1 true RU2677825C1 (en) | 2019-01-21 |
Family
ID=65085055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018106210A RU2677825C1 (en) | 2018-02-19 | 2018-02-19 | Friction product |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2677825C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5289904A (en) * | 1992-08-28 | 1994-03-01 | Harrison Everett W | Sound dampener for disk brakes |
| US20020038743A1 (en) * | 2000-08-10 | 2002-04-04 | Sumitomo (Sei) Brake Systems, Inc. | Pad for disk brake |
| RU2283973C1 (en) * | 2005-04-07 | 2006-09-20 | Открытое акционерное общество "Термостойкие изделия и инженерные разработки" (ОАО "ТИИР") | Friction member |
| RU2283974C1 (en) * | 2005-04-07 | 2006-09-20 | Открытое акционерное общество "Термостойкие изделия и инженерные разработки" (ОАО "ТИИР") | Friction article |
| RU2535808C1 (en) * | 2013-07-23 | 2014-12-20 | Открытое акционерное общество "Термостойкие изделия и инженерные разработки" (ОАО "ТИИР") | Friction item |
-
2018
- 2018-02-19 RU RU2018106210A patent/RU2677825C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5289904A (en) * | 1992-08-28 | 1994-03-01 | Harrison Everett W | Sound dampener for disk brakes |
| US20020038743A1 (en) * | 2000-08-10 | 2002-04-04 | Sumitomo (Sei) Brake Systems, Inc. | Pad for disk brake |
| RU2283973C1 (en) * | 2005-04-07 | 2006-09-20 | Открытое акционерное общество "Термостойкие изделия и инженерные разработки" (ОАО "ТИИР") | Friction member |
| RU2283974C1 (en) * | 2005-04-07 | 2006-09-20 | Открытое акционерное общество "Термостойкие изделия и инженерные разработки" (ОАО "ТИИР") | Friction article |
| RU2535808C1 (en) * | 2013-07-23 | 2014-12-20 | Открытое акционерное общество "Термостойкие изделия и инженерные разработки" (ОАО "ТИИР") | Friction item |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Bijwe et al. | Optimization of steel wool contents in non-asbestos organic (NAO) friction composites for best combination of thermal conductivity and tribo-performance | |
| Liew et al. | Frictional performance evaluation of newly designed brake pad materials | |
| Shin et al. | Tribological characteristics of binder resins for brake friction materials at elevated temperatures | |
| US2355419A (en) | Composite brake lining | |
| JPH07151174A (en) | Friction brake lining material containing aramid fiber, in which fibrillation is hardly generated, and synthetic graphite | |
| GB2260173A (en) | Disc brake pad for railway use | |
| RU180925U1 (en) | FRICTION PRODUCT | |
| Heim et al. | Novel method for determination of critical fiber length in short fiber carbon/carbon composites by double lap joint | |
| US6142263A (en) | Multi-layer brake element with enhanced thermal insulation | |
| US20100256259A1 (en) | Wet friction material | |
| US5306678A (en) | Disc brake for vehicles | |
| RU2677825C1 (en) | Friction product | |
| RU2575971C1 (en) | Brake pad | |
| RU2283974C1 (en) | Friction article | |
| DE102005048109A1 (en) | Brake shoe for a disc brake | |
| Yanar et al. | Effect of steel fiber addition on the mechanical and tribological behavior of the composite brake pad materials | |
| KR100588342B1 (en) | Clutch for transmission power | |
| JP2008208314A (en) | Friction material | |
| JP2011016877A (en) | Friction material and brake shoe of brake device | |
| RU180926U1 (en) | FRICTION PRODUCT | |
| GB1604918A (en) | Friction material for clutches brakes and the like and a process for producing friction linings using the material | |
| RU2283973C1 (en) | Friction member | |
| RU2678524C1 (en) | Friction product | |
| RU2475657C1 (en) | Friction item | |
| US2418719A (en) | Brake element |